Приложение 1 (обязательно)

Лабораторный практикум

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ТОРФОМ В НИЖНЕЙ ЧАСТИ НАСЫПИ

П.1.1. Расчет осадки торфяного основания

Примеp 1. Требуется запроектировать земляное полотно дороги III категор на переходе через болото во II дорожно-климатической зоне. Дорожная одежда с асфальтобетонным покрытием.

ность торфа γТ =1 т/м3. Слабая Дторфяная толща полотна расстилается глиной твердой консистенции (дренированиеИодностороннее).

Рис. П.1. Расчет устойчивости основания

49

Коэффициент безопасности определим для случая быстрого возведения насыпи. Расчетная нагрузка на торфяное основание по формуле (2.5) при S0 = 0,75 м (величина S0 ориентировочно по табл. 2.2. при

ε0 15 и Нб = 3 м ) составит

ppн 9,8 2 (2 0,75) 53,9 кПа.

Безопасная нагрузка для наиболее слабого слоя залежи (в нашем случае второго) определена по формуле (2.2):

pб 5,25 12 63 кПа ,

Расчет конечной осадки торфяного основания определим по формуле (2.9), предвар тельно рассчитав модули осадки слоев залежи. Расчетная нагрузка на торфяную залежь при этом определяется по формуле

(2.6)

а также средний модуль деформации торфа по формуле (2.14):

50

Осадки, определенные по формулам (2.9) и (2.12), близки по величине; за расчетную конечную осадку торфяного основания принимаем

где m = – 2 определено по графику на рис. 1.13.

время Т = 3,5 года = 42 месяца, по истечении которого произойдет 90% расчетной осадки и можно устраивать дорожную одежду. Полученное расчетом время удовлетворительно совпадает с данными наблюдениями за ходом осадок основания (см. рис. 1.16).

В случае необходимости для ускорения консолидации основания можно применить метод временной пригрузки, сущность которого заключается в том, что временно возводят насыпь большей высоты, чем эго требуется по проекту. После достижения проектной осадки избыток

51

грунта убирают и используют для сооружения насыпей на соседних участках [1, 2].

Расчет колебаний земляного полотна для рассматриваемого случая можно не производить, так как толщина насыпного слоя

H = hH + S0 = 2 + 1,03 = 3,03 м более 3-х метров.

Минимальная толщина насыпного слоя в зависимости от глубины

Снуюиодежду с асфальтобетонным покрытием дороги III категории на

болота и капитальности покрытия назначается в соответствии с табл. 1.5.

П.1.3. Расчет параметров земляного полотна Пр мер 2. Требуется запроектировать земляное полотно и дорож-

переходе через болото во II дорожно-климатической зоне.

Исходные данные. Расчетная приведенная интенсивность движения на полосу составляет 200 авт./сутки (автомобиль группы А, р = 588 кПа, Д = 0,33 м). Тре уемый о щий модуль упругости одежды по [9]

Еобщ 19 104кПа.

Земляное полотно с использованием торфа в основании и в нижней части насыпи (см. р с. 1.11): высота насыпи hH = 2,1 м; ширина поверху 12 м; откосы 1 : 1,5; грунт насыпи – супесь легкая крупная; модуль упругости грунта E0 6 104кПа; плотность грунта насыпи и материалов одежды γГР = 2 т/м3; на олоте длительно наблюдаются поверхностные воды, hГВ = 0,2 м.

h = hH – hВОЗ –hГВ = 2,1 – 0,3 – 0,2 = 1,6 м.

Для определения нижней (торфяной) части насыпи по формуле

где lp' –модуль осадки торфа в насыпи, мм/м, определяемый по формуле (2.10) при расчетной нагрузке на поверхности торфяной насыпи и плотности скелета торфа в насыпи γСК = 0,16 г/см3.

52

53

По графику (см. рис. 2.2) при F 2,4 10 8 и L 0,08 находим время Т = 2,1 года = 25 месяцев, по истечении которых можно устраивать дорожную одежду с капитальным типом покрытия.

СибАДП.1.6. Расчет дорожной одеждыИ

Модуль упругости торфа в расчетном (под нагрузкой) состоянии ЕТ = 3300 кПа определен по графику (см. рис. 2.7) при S0 = 1,22 м и

НТ = Нб – S0 = 3,5 – 1,22 = 2,28 м, т.е. при S0 : НТ = 0,54 м и

γГР = 0,1 г/см3.

Вел ч на расчетного эквивалентного модуля упругости на поверхности земляного полотна определена по формуле (П.1) при сле-

дующ х значен ях:

где Em – модуль упругости торфяного грунта в его расчетном (под на-

грузкой) состоянии насыпи; hH – проектная высота насыпи; НТ – мощность торфяного основания после уплотнения; – расчетный диаметр

отпечатка колеса; Е0 – модуль упругости грунта насыпи, принимаемый для условий 3-го типа местности.

НТ = Н + hВОЗ + hГВ = 3,5 + 0,3 + 0,2 = 4,0 м.

Дальнейший расчет конструкции дорожной одежды выполняется ни известной методике [9]. В качество одного из вариантов принята конструкция дорожной одежды с двухслойным асфальтобетонным по-

крытием (4 + 5 см) на щебеночном основании (22 см), верхний слой которого пропитан битумом на глубину 6 см. В качестве подстилающего слояслужит песок средней крупности (30 см).

П.1.7. Расчет колебаний земляного полотна

Задачей динамического расчета является проверка допустимости колебании земляного полотна, рассчитанного по условиям статики и имеющего толщину hГР 1,6м 3м (cм. табл. П.1).

54

Амплитуду колебаний насыпи на торфе определяем по формуле (2.25) при следующих значениях:

КК = 0,048 (по графику на рис.2.8) при НТ = 4 м и

ω 65с 1 (наход м по номограмме на рис. 2.5 при hН = hГР = 1,6 м и Е0 : ЕТ = 60000 : 3300 = 18. Порядок пользования номограммой: из точки, соответствующей hН = 1,6 м, на верхней шкале оси абсцисс проводится верт каль до кр вой: Е0 : ЕТ = 18; из этой точки пересечения проводят гор зонтальную линию до кривой НТ 4м, откуда опускают перпенд куляр на н жнюю шкалу оси абсцисс, где и находят ω); Кдин = 1,24 (по граф ку на рис. 2.9 при коэффициенте демпфирования

DК = 8,6 : ω = 8,6 : 65 = 0,13);

A 588 0,33 0,048 (1,24 1) 0,012. 3300

Ускорение коле аний насыпи находим по формуле (2.23):

афакт 0,012 652 50,7мм/с2.

Предельно допустимые значение ускорений колебаний земляного полотна для ω 65с 1 по графику (cм. рис. 2.5) 80 мм/с2. Так как афакт < адоп, то толщина насыпного слоя достаточна по условиям вибрационной прочности асфальтобетонного покрытия.

В данном учебном пособии приведен «Расчет земляного полотна с торфом в нижней части насыпи» в электронном варианте в соответ- ствии с методикой расчёта, приведенного выше. Расчет произведен в программе Excel , разработанной доцентом кафедры «Проектирование дорог» Гречневой Г. .

55